2011款保时捷Panamera车发动机故障灯异常点亮

上海欣车汇实业有限公司 林创创

林创创，上海欣车汇实业有限公司首席技术营销官，上海Tech Gear汽车诊断学院培训师，2次入选第45、46届世界技能大赛汽车技术项目国家队员，2018年荣获中国技能大赛上海职业技能大赛汽车维修工项目第1名，2020年荣获中华人民共和国第一届职业技能大赛汽车技术项目第4名。

故障现象一辆2011款保时捷Panamera车，搭载M4640V发动机，累计行驶里程约为16万km。该车组合仪表上的发动机故障灯异常点亮，且提示“发动机控制系统故障”（图1），发动机工作未见异常。

图1 组合仪表上的显示信息

故障诊断用故障检测仪检测，发动机控制单元（DME）中存储有故障代码“P0016 气缸组1曲轴相对于进气凸轮轴的位置”（图2）；记录并清除故障代码，故障代码可以清除，但只要起动发动机，故障代码就会再次存储。

图2 DME中存储的故障代码（截屏）

该车的发动机为V形6缸发动机，进气凸轮轴相位可调，排气凸轮轴相位不可调。由于故障代码P0016仅指向气缸组1，因此暂时排除曲轴位置信号发生偏移的可能（若曲轴位置信号发生偏移，则气缸组1和气缸组2都会受到影响），推断故障是由气缸组1进气凸轮轴位置信号发生偏移引起的，可能的故障原因有：气缸组1进气凸轮轴相位调节系统故障，包括机油压力、相位调节电磁阀、相位调节执行器等故障；气缸组1进气凸轮轴链轮“跳齿”；正时链条松动，包括正时链条拉长及张紧器、导轨损坏；气缸组1进气凸轮轴位置传感器信号盘发生偏转。

用故障检测仪读取怠速时的发动机数据流（图3），发现气缸组1和气缸组2的实际进气凸轮轴角度均约为131°曲轴转角，但气缸组1的进气凸轮轴偏差（12.750°曲轴转角）明显比气缸组2的进气凸轮轴偏差（﹣0.750°曲轴转角）大，这可能就是DME存储故障代码P0016的原因。

图3 故障车怠速时的发动机数据流（截屏）

用pico示波器同时测量发动机怠速时气缸组1和气缸组2的进气凸轮轴位置传感器信号波形（图4），发现气缸组1进气凸轮轴位置传感器信号波形的相位相对气缸组2进气凸轮轴位置传感器信号波形的相位延迟了约11.4°曲轴转角（波形左移为相位提前，波形右移动为相位延迟），这与发动机数据流中的气缸组1进气凸轮轴偏差（12.750°曲轴转角）十分接近。再启用pico示波器的2个通道同时测量气缸组1和气缸组2的进气凸轮轴相位调节电磁阀控制信号波形，发现2个控制信号波形一致；将气缸组1进气凸轮轴相位调节电磁阀控制信号线对搭铁短路，气缸组1进气凸轮轴位置传感器信号波形相位左移了48.53°曲轴转角（图5），即气缸组1进气凸轮轴相位提前了48.53°曲轴转角；将气缸组2进气凸轮轴相位调节电磁阀控制信号线对搭铁短路，气缸组2进气凸轮轴位置传感器信号波形相位左移了45.27°曲轴转角（图6），即气缸组2进气凸轮轴相位提前了45.27°曲轴转角。由此可见，气缸组1和气缸组2的进气凸轮轴相位调节范围基本一致，这说明气缸组1的进气凸轮轴相位调节系统能够顺畅运行。

图4 发动机怠速时气缸组1和气缸组2的进气凸轮轴位置传感器信号波形（截屏）

图5 将气缸组1进气凸轮轴相位调节电磁阀控制信号线对搭铁短路后的相关波形（截屏）

图6 将气缸组2进气凸轮轴相位调节电磁阀控制信号线对搭铁短路后的相关波形（截屏）

网上搜索M4640V发动机气缸组1进气凸轮轴链轮的图片（图7），发现链轮共有36个齿，那么1个齿对应的曲轴转角为360°÷36×2=20°。若链轮跳1个齿，则进气凸轮轴相位偏差为20°曲轴转角。由于气缸组1进气凸轮轴偏差为12.750°曲轴转角，由此排除气缸组1进气凸轮轴链轮“跳齿”的可能。诊断至此，将故障范围缩小为正时链条松动或气缸组1进气凸轮轴位置传感器信号盘发生偏转，接下来进行拆检确认。

图7 气缸组1进气凸轮轴链轮

拆下发动机正时端盖，检查发现正时链条中间导轨上的塑料断裂（图8），且正时链条有明显磨损，推断故障是由此引起的。

图8 正时链条中间导轨上的塑料断裂

故障排除更换正时套件后试车，发动机故障灯熄灭，发动机运行一切正常，故障排除。

故障总结在发动机室连接4根测试线，运用pico示波器测量相关波形，通过分析波形不仅验证了故障代码P0016的真实性，还排除了气缸组1进气凸轮轴相位调节系统故障及气缸组1进气凸轮轴链轮“跳齿”的可能，这使得接下来的拆检工作更有针对性，大大提高了故障诊断效率。